JP2006191650A

JP2006191650A - エコー打消装置においてエコーの位置を決定する方法

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Publication number: JP2006191650A
Application number: JP2006010270A
Authority: JP
Inventors: Antti Vaehaetalo; アンティヴェヘターロ; Jorma Maekinen; ヨルマメッキーネン
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 1993-12-23
Filing date: 2006-01-18
Publication date: 2006-07-20
Also published as: CN1139501A; AU1274895A; AU680981B2; HK1011472A1; CN1068742C; DE69427770D1; FI935834A0; ATE203360T1; WO1995017784A1; DE69427770T2; JPH09507120A; US5737410A; EP0736235A1; FI935834A; EP0736235B1

Abstract

【課題】単なるスピーチ信号を使用することによりエコー打消装置の適応フィルタをエコーの位置に整列できるようにすることである。
【解決手段】本発明は、出力ポートと、入力ポートと、エコー位置と出力ポートとの間のエコー経路における純粋な遅延成分を補償する調整可能な遅延ユニット（43）と、エコー経路へ出て行く信号からエコー経路の最大許容巾よりも短いエコー位置の推定値を計算するデジタルフィルタ（40）とを備えたエコー打消装置においてエコー位置に適応する方法に関する。エコー位置は、エコー経路へ出て行く信号と返送エコーとの間に高い相関のあるエコー経路位置を計算することによって決定される。この相関は、デジタルフィルタの長さを有するスライドウインドウにおいて計算される。
【選択図】図１

Description

本発明は、出力ポートと、入力ポートと、エコー位置と出力ポートとの間のエコー経路における純粋な遅延成分を補償する調整可能な遅延ユニットと、エコー経路へ出て行く信号からエコー経路の最大許容巾より短いエコー位置の推定値を計算するデジタルフィルタとを備えたエコー打消装置においてエコー位置に適応する方法に係る。

電話ネットワークのようなデータ送信システムの端−端接続においては、長い伝播遅延にしばしば遭遇する。従って、例えば、通常のスピーチの場合に信号が接続の遠方端から話し手に反射して戻るときにエコーが認められる。

２つの主たる要素がエコーの発生に寄与し、即ち電話機のイヤホンとマイクロホンとの間の音響エコーと、接続の送信及び受信方向に対して送信システムに発生される電気的エコーである。

固定ネットワークのターミナル交換機又は遠隔加入者段に配置されたハイブリッド回路（２線−４線変換器）は、電気的エコーの主たる発生源である。固定ネットワークの加入者ラインは、経済性の理由で通常は２線ラインである。一方、交換機のラインは、４線ラインである。

ＣＣＩＴＴ推奨勧告Ｇ．１３１は、エコーレベルと遅延との比を考慮したエコー裕度グラフを規定している。実際に、２０ｍｓ以上の単一方向性遅延を有する全ての接続は、エコーレベルを減少するためのエコー打消機構を必要とすることが分かっている。図１のブロック図は、エコー打消を必要とする送信システムを示している。図１において、ハイブリッドＢは、話し手Ａのスピーチをエコーとして返送し、これはエコー打消装置Ｂによって打ち消される。対応的に、ハイブリッドＡは、話し手Ｂのスピーチをエコーとして返送し、これはエコー打消装置Ａによって打ち消される。

エコー打消装置は、接続に存在するエコー（信号）からエコー推定値を減算することによりエコーを減少するのに用いられる信号処理装置、例えば、スピーチ信号処理装置である。エコー打消装置は、デジタル又はアナログのいずれかである。今日、エコー打消装置は、デジタル信号処理により実施され、従って、非常に長い伝播遅延を有するエコー経路をモデリングすることができる。エコー経路は原理的には各通話状態において異なるので、エコー打消装置には、通話の始めに常に新しいエコー経路に適用される方法を使用することが必要である。デジタル信号処理は、この問題の解決策として適応フィルタを提供する。信号が存在するか又は信号レベルが充分なときは、適応が開始されて、スピーチ信号及び返送エコー信号の相関に基づいてフィルタ係数が更新される。

図２は、図１のエコー打消装置Ｂを実施するこの種の解決策を示す。話し手Ａから受け取ったスピーチ信号ＲＩＮは、ハイブリッドＢへ送信され、該ハイブリッドからの信号ＳＩＮは、話し手Ａのスピーチのエコーを含んでいる。適応フィルタ２０は、このエコーに対する推定値を計算し、この推定値は、加算器２１において、ハイブリッドＢから受け取った信号ＳＩＮに逆位相で加えられ、これにより得られる信号ＬＲＥＴは、話し手Ｂのスピーチ信号のみを含む。更に、エコー打消装置Ｂは、残留エコーを減衰する減衰器２２も組み込んでいる。これは、ハイブリッドＢからの信号ＳＩＮが話し手Ａのスピーチのエコーのみを含み、話し手Ｂのスピーチを含まないことが充分確かなときに信号ＬＲＥＴが減衰されることを意味する。

エコー打消装置において、適応フィルタ２０は、原理的に、全エコー経路における遅延をカバーする長さを有していなければならない。エコー打消装置ＢとハイブリッドＢとの間には相当の遅延が存在することに注目されたい。このような遅延は、図２に遅延ブロック２３及び２４で示されている。従って、エコー経路にわたる遅延（Ｄｅ）は、次のようになる。

Ｄｅ＝Ｄｔ＋Ｄｒ
但し、Ｄｔ＝エコー打消装置ＢからハイブリッドＢまでの遅延、そして
Ｄｒ＝ハイブリッドＢからエコー打消装置Ｂまでの遅延である。
従って、全エコー経路におけるインパルス応答は、次のようになる。
Ｄ＝Ｄｅ＋Ｄ_hybrid
但し、Ｄ_hybrid＝ハイブリッドＢのインパルス応答である。

図３は、エコー経路におけるインパルス応答を示すものであって、純粋な遅延成分Ｄｅと、エコー位置Ｄ_hybridを示している。上記したように、適応フィルタは、全エコー経路の遅延範囲においてエコーを処理できねばならない。これにより、フィルタは長い時間間隔をもつことになり、これは、規則的なベースで計算及び更新しなければならない非常に多数のフィルタ係数を伴うことになる。これは、大きな計算容量を必要とし、フィルタの適応性を低速にすると共に、フィルタの精度を悪くする。フィルタにより必要とされるメモリ容量及び計算容量は、フィルタの長さにほぼ正比例する。特に、エコー経路へ出て行く信号と、そこから返送される到来信号とのクロス相関の計算は、多大な計算容量を必要とする。直接的なクロス相関を計算する場合は、各サンプルインターバル中にエコー経路から返送されたサンプルが、エコー経路へ出て行くＭ個のサンプルと比較され、Ｍ個のクロス相関推定値が更新される。エコー経路にわたるＭ＝５１２個のサンプルの最大遅延は。非常に多数の計算を行うことを必要とする。

この問題を克服するために、ヨーロッパ特許第０１９９８７９号は、通話の始めにエコー位置を決定するようなエコー打消方法を開示している。これは、トレーニング信号を用いることにより実施される。エコー打消装置のデジタルフィルタは、この特定のエコー位置のみを近似し、従って、短いフィルタを使用することができる。

又、ヨーロッパ特許第０３７５０１５号は、短い横方向フィルタのタップ係数を計算して、純粋な遅延成分をもたない顕著なエコー成分のみを近似するエコー打消装置を開示している。エコー経路にわたる遅延は、通話の始めに決定されるが、この動作を遂行する方法は、上記特許に開示されていない。

米国特許第４，８２３，３８２号には、デジタルフィルタのタップ係数が著しいエコー位置のみにおいて計算され、他の位置では、タップ係数がゼロにセットされる。

英国特許第２１３５５５８号は、短いフィルタと直列に接続された調整可能な遅延を組み込みそしてエコー経路における一定の遅延を補償するエコー打消装置を開示している。その目的は、最小の計算容量しか必要としないようにエコー経路における遅延位置を見つけることである。クロス相関中に必要とされるピーク負荷は、クロス相関の計算に適用されるエコー経路の到来信号及び出て行く信号をローパスフィルタしそして減少することによって減少されている。換言すれば、この公知解決策は、サブサンプリングを使用している。減少比ＤＳ＝８の場合には、直線相関を計算することにより見出されたエコー経路における上記の最大遅延は、Ｍ＝５１２／８＝６４である。必要な計算回数は、同じ比で減少する。しかしながら、この公知の方法は、初期エコー信号の最低の５００Ｈｚ周波数帯域しか取り扱わない。

又、ヨーロッパ特許出願第０２２１２２１号においては、短いエコー打消装置の前に調整可能な遅延が接続される。エコー経路にわたる遅延を決定する際に、クロス相関に必要な計算の回数は、サンプリングインターバルが１２５マイクロ秒ではなくて２ミリ秒となるようにクロス相関の計算に適用される信号を減少することにより減少されている。単なるサブサンプリングに代わって、２ミリ秒の時間インターバル中の初期信号の電力がクロス相関の計算に適用される。上記特許出願の４ページ、４９−５０行目に述べられたように、上記減少は、遅延推定値の精度を悪化させる。更に、初期信号に代わって電力を使用すると、特にエコー信号が近方端スピーチ又はバックグランドノイズと混合される場合にアルゴリズムの性能を損なうことになる。

データモデムでは、エコー経路における遅延の位置が、トレーニング信号を用いて決定される。しかしながら、この既知の解決策は、データモデム以外の装置のエコー打消装置には適用されていない。というのは、スピーチ信号から遅延の位置を決定することが困難だからである。遅延の位置は、通話の始めに、単なるスピーチ信号から迅速に且つ確実に決定されねばならない。

本発明の目的は、単なるスピーチ信号を使用することによりエコー打消装置の適応フィルタをエコーの位置に整列できるようにすることである。本発明の方法は、ノイズや信号トーンのような他の信号でも作用する。

適応フィルタは、冒頭で述べた方法によってエコー位置に整列され、この方法は、本発明によれば、
ａ）エコー経路へと出て行くスピーチ信号のＮ個のサンプルを取り上げてそれらをメモリに記憶し、
ｂ）エコー経路から到来する信号のＮ個のサンプルを取り上げてそれらをメモリに記憶し、
ｃ）出て行く信号の記憶されたＮ個のサンプルと、到来する信号の記憶されたＮ個のサンプルとの相関を計算し、
ｄ）エコー経路から到来する信号の新たなサンプルを取り上げてメモリから最も古いサンプルを削除し、到来信号のＮ個の最新のサンプルが記憶されるようにし、
ｅ）上記段階ｃ）及びｄ）をＭ回繰り返し、これは、上記遅延の最長許容時間インターバルと実際のエコー位置との合成長さに少なくとも対応し、
ｆ）計算された相関に基づいてエコーの中心を決定し、
ｇ）計算された相関値に基づいて、遅延位置が充分な確実さで見つかったかどうか決定し、もしそうでなければ、上記段階ａ）に戻り、
ｈ）このように決定されたエコーの中心にデジタルフィルタがセンタリングされるように上記遅延手段の遅延を調整する、という段階を備えたことを特徴とする。

本発明においては、クロス相関を計算するのに必要なピーク負荷は、長い時間インターバルにわたり計算を分布させることによりスループットを低下することなく減少され、従って、各サンプリングインターバル中の計算負荷を比較的小さく保持できる。エコー経路へ出て行くスピーチ信号のＮ個のサンプルは、第１ベクトルにおいてメモリに記憶され、そしてエコー経路から到来するスピーチ信号のＮ個のサンプルは第２ベクトルにおいて記憶される。その後に、到来信号及び出て行く信号から得られたサンプル間の相関が計算される。第１ベクトルの内容は常時一定に保たれるが、第２ベクトルは、各々の場合にＮ個の最新の返送サンプルがメモリに記憶されるように更新される。換言すれば、到来信号の新たなサンプルが得られたときは、そのサンプルが記憶されそして最も古いサンプルが削除され、従って、各々の場合に到来信号のＮ個の最新のサンプルが記憶される。新たなサンプルが記憶された後に、相関の計算が、Ｍ回実行されるまで繰り返される。これは、１組の相関値を与え、ここから、相関が最も高い位置が、エコーの中心がこの点に位置すると仮定して決定される。エコーの中心は、幾つかの次々の（例えば、８個の）相関結果の平方の和を和ベクトルへと計算し、そこから幾つかの（例えば、８個の）素子の最も高い和を考えることにより決定される。その後、その最も高い和を形成する相関結果が和ベクトルにおいてゼロにセットされ、そして幾つかの相関結果の各平方の和が更に計算される。最初に最も高い和を与えた相関結果はゼロにセットされているので、新たな最大の和は、最初のものとは異なる位置となる。エコーの中心は、第１の和が第２の和より充分に大きい場合には、最初に最大の和を与えた相関結果の位置であると仮定される。第１と第２の和の間の比が充分大きくない場合には、出て行く信号と到来する信号の相関が継続される。遅延ユニットの遅延を決定された値にセットすることによりエコー打消装置の適応フィルタがエコー範囲においてセンタリングされたときには、フィルタをエコー信号に適応させるための適応フィルタの係数の計算へと手順が移行する。

図４は、本発明のエコー打消装置のブロック図である。図４によるエコー打消装置の動作を、図１に示すエコー打消装置Ｂとして働く場合について以下に説明する。従って、図４のエコー打消装置は、話し手Ａからのスピーチ信号をポートＲＩＮに受け取り、そしてそれをエコー経路及びハイブリッドＢへ送信し、ハイブリッドＢは、話し手Ａから見て遠方端にある。スピーチ信号と、ハイブリッドＢから反射された話し手Ａからのスピーチ信号の一部分、即ちエコー信号は、話し手Ｂからエコー打消装置ＢのポートＳＩＮに受け取られる。ポートＲＩＮに受け取られた話し手Ａのスピーチ信号は、調整可能な遅延手段４３を経て適応フィルタ４０へ送られ、該フィルタは、エコー推定値を導出する。このエコー推定値は、加算器４１によりポートＳＩＮに受け取られた信号と逆位相で加算される。従って、エコー推定値と実際のエコー信号は互いに少なくとも部分的に打ち消し合い、加算器４１の出力信号ＬＲＥＴにおけるエコーのレベルが減少される。この信号ＬＲＥＴは、減衰器４２を経て出力ポートＳＯＵＴへ送られ、ここからこの信号は話し手Ａに送信される。従って、話し手Ａは、話し手Ｂのスピーチを聞くが、彼自身のスピーチの妨害遠方端エコーは聞かない。適応フィルタ４０は、規定のアルゴリズムに基づく適応デジタルフィルタである。エコー経路は、ある接続及びスピーチ状態から別の接続及びスピーチ状態へと変化する。従って、スピーチ信号がエコー打消装置のポートＲＩＮに到着すると、エコー打消装置は、エコー経路のモデル（フィルタ４０の伝達関数）を決定することによりそれ自体を比較的短い時間内に新たなエコー経路に適応させねばならず、上記モデルを用いてエコー推定値が発生される。フィルタ４０の係数は、エコー経路へ出て行くスピーチ信号と、エコー経路からポートＳＩＮへ返送されるエコー信号との間の相関に基づいて更新され、この相関はフィルタ４０において計算される。図３について述べたように、エコー経路は、通常、純粋な遅延Ｄｅ及びエコー信号より成るインパルス応答によって一般的に表される。これら成分の和は、エコー経路の全インパルス応答である。例えば、ＧＳＭ推奨勧告３．５０によれば、最大遅延は、６０ｍｓまでの値を有するが、信号の最大許容分散、即ちハイブリッドのインパルス応答は、１６ｍｓである。本発明において、適応フィルタ４０の長さは、エコーに遭遇する範囲に及ぶように選択される。これは、１２８個の係数をもつ１６ｍｓフィルタを使用できるようにし（今日の電話システムは、８０００Ｈｚのサンプリング周波数を使用し、従って、係数の数は、１６ｍｓ＊８０００Ｈｚ＝１２８である）、一方、全エコー経路をモデリングするには、４８０個の係数を有する６０ｍｓのフィルタが必要である。適応フィルタの前に調整可能な遅延が使用される場合には、ハイブリッドにより生じたエコーの位置に適応フィルタ４０をセンタリングすることのできる遅延ユニット４３の遅延値は、通話の開始に計算される。これに続いて、適応フィルタ４０がエコー信号に適応され、即ちフィルタ係数が計算される。この段階において、適応フィルタ４０は、エコー範囲Ｄ_hybridの長さに少なくとも等しい長さをもたねばならないウインドウにおいてエコーを打ち消す。

エコー経路の遅延成分を決定するために、エコー打消装置Ｂは、信号ＲＩＮ及びＳＩＮをサンプリングするためのサンプリング手段４５及び４６と、得られたサンプルを用いて信号ＲＩＮとＳＩＮとの間の相関を計算しそしてそれらをメモリ４７に記憶するための計算ユニット４４とを組み込んでいる。その後、打消ユニット４４は、計算された相関を分析し、そしてそれに基づいてエコー位置を決定する。

以下、遅延サーチ手順と、適応フィルタ４０のエコー位置への設定とについて説明する。遅延位置は、通話の始めに、スピーチがスタートした後に、スピーチ信号（本発明の方法は、他の信号でも機能するが、明瞭化のため、信号はスピーチ信号であると仮定する）、即ち信号ＲＩＮ及びＳＩＮを用いることにより決定される。

本発明の好ましい実施形態によるサーチ手順は、図５Ａ及び５Ｂのフローチャートを参照して以下に説明する。
ステップ５１において、通話のスタートの情報が電話交換機から得られ、その結果、遅延サーチ手順に使用される変数が初期化され、例えば、ベクトルＣＯＲＲ及びレベルカウンタＬｅｖｅｌ＿ＲＩＮがゼロにセットされ、そして遅延サーチが開始される。

最初に、ステップ５２において、サンプリング回路４５は、信号ＲＩＮのサンプルを取り出し、Ｎ個（Ｎは例えば１２８）の最新のサンプルが各瞬間にメモリに記憶される。同様に、サンプリング回路４６は、信号ＳＩＮのサンプルを取り出し、Ｎ個の最新のＳＩＮサンプルが各瞬間にメモリに記憶される。計算回路４４は、得られたＲＩＮサンプルに基づき、ステップ５３においてＬｅｖｅｌ＿ＲＩＮ（１）の式に従って信号ＲＩＮのレベルを計算する。

Ｌｅｖｅｌ＿ＲＩＮ＝ｇａｉｎ＊Ｌｅｖｅｌ＿ＲＩＮ
＋（１−ｇａｉｎ）＊｜ＲＩＮ（ｉ）｜（１）
但し、ｇａｉｎは、例えば、０．９９２のような定数であり、
｜ＲＩＮ（１）｜＝ＲＩＮ（１）の絶対値であり、そしてＲＩＮ（１）は、信号ＲＩＮの最新の記憶値である。

ステップ５４において、信号ＲＩＮの計算されたレベルは、所定のスレッシュホールド値、例えば、−３５ｄＢｍ０と比較される（単位ｄＢｍ０は、ＣＣＩＴＴ推奨勧告Ｇ．７１１に規定されている）。Ｌｅｖｅｌ＿ＲＩＮがこのスレッシュホールド値を越えない場合には、信号がまだスピーチを含まないと推定され、従って、手順はステップ５２へ復帰する。Ｌｅｖｅｌ＿ＲＩＮがこのプリセットされたスレッシュホールド値を越えるときには、信号ＲＩＮがスピーチを含み、従って、手順はステップ５５へ進むと推定される。ステップ５６において、計算回路４４は、信号ＳＩＮのレベルを計算し、これは、次の式（２）を用いて行うことができる。

ステップ５７において、計算回路４４は、メモリに記憶されたＲＩＮ及びＳＩＮサンプル間の相関Ｃを次の式（３）に基づいて計算する。

ステップ５８において、式（３）で計算された相関が、次の式（４）に基づいて信号ＲＩＮ及びＳＩＮのレベルで分割され、これはスケーリングされた相関Ｃ'を与える。
Ｃ'＝Ｃ／（Ｌｅｖｅｌ＿ＲＩＮ＊Ｌｅｖｅｌ＿ＳＩＮ）（４）

更に、ステップ５８において、上記式（４）から得た相関結果Ｃ'は、次の式（５）に基づいてベクトルＣＯＲＲに記憶される。
ＣＯＲＲ（ｎ）＝ａ＊ＣＯＲＲ（ｎ）＋（１−ａ）＊Ｃ（５）
但し、ａは、例えば、０．８７５のような定数である。

ステップ５９において、ステップ５６、５７、５８が全エコー経路の遅延範囲に対し、即ちＭ回、繰り返される。Ｍは、例えば、考えられる遅延ＤｅとハイブリッドＢの応答長さが合わせて最大６４ｍｓを有すると仮定すれば、５１２であり、これは、８ｋＨｚの周波数において５１２個のサンプルに対応する。Ｍ未満のサンプリング回数が相関に含まれる場合には、信号ＳＩＮの新たなサンプルがステップ６０において得られ、サーチ手順は５７へ復帰する。このループは、ステップ５９において相関がＭ回計算されたことを検出するまで繰り返され、その後、手順は図５ＢのステップＢへ進む。

図５Ｂは、サーチ手順により与えられた結果を分析する段階を示している。スピーチ信号は、特にボイス音の場合にスピーチの多数の点において順次なものであるから、遅延を位置決めすることは不可能である。このため、スピーチの分析は、遅延の位置がある確実さで見つかったとき及び正しい結果を得るために更に別の相関計算が必要なときを決定する。

信号ＳＩＮとＲＩＮとの相関が図５Ａに基づいて計算されそしてベクトルＣＯＲＲに記憶されたときには（従って、上記ベクトルは、式（５）に基づいて相関結果Ｃ'が記憶されたＭ個の素子を含む）、結果の分析がスタートされる。第１に、ステップ６２において、各素子がベクトルＣＯＲＲのＸ個の素子の平方の和であるベクトルＣＯＲＲ＿Ｓｕｍが、式（６）に基づいて計算される。式（６）は、１ないしＭ／Ｘの範囲内の整数ｉだけ繰り返される。Ｍ及びＸは、Ｍ／Ｘが整数となるように選択されるのが好ましい。

但し、Ｘは、例えば、８のような定数である。

その後、ステップ６３において、ベクトルＣＯＲＲ＿ＳｕｍのＹ個の次々の素子の和が最も大きいウインドウＷｉｎ＿Ｍａｘ１がベクトルＣＯＲＲ＿Ｓｕｍから次の式（７）に基づいて求められる。

但し、Ｙは、例えば、８のような定数である。
ＭＡＸ () は、和が考えられる最高の値をもつように変数ｎを決定する関数である。

ウインドウＷｉｎ＿Ｍａｘ１が決定されると、このウインドウにおけるベクトルＣＯＲＲ＿Ｓｕｍの素子がステップ６４においてゼロにセットされる。その後に、ステップ６５において、ベクトルＣＯＲＲ＿ＳｕｍのＹ個の次々の素子の和が最も大きい第２のウインドウＷｉｎ＿Ｍａｘ２が次の式（８）に基づいて計算される。

この第２のウインドウＷｉｎ＿Ｍａｘ２は、第１のウインドウＷｉｎ＿Ｍａｘ１とは異なる位置を有する。というのは、ウインドウＷｉｎ＿Ｍａｘ１におけるベクトルＣＯＲＲ＿Ｓｕｍの素子がゼロにセットされているからである。ステップ６６において、ウインドウＷｉｎ＿Ｍａｘ１及びＷｉｎ＿Ｍａｘ２の値が比較される。ウインドウＷｉｎ＿Ｍａｘ１の値がウインドウＷｉｎ＿Ｍａｘ２の値より充分に大きく、例えば、係数Ｋだけ大きい場合には、求められた遅延が充分な確実さで見つかったと判断される。従って、係数Ｋは、決定された遅延をいかに容易に受け入れられるかを定義し、例えば、整数２を係数Ｋとして使用することができる。実際に、ベクトルＣＯＲＲ＿ＳｕｍのウインドウＷｉｎ＿Ｍａｘ１はハイブリッドＢのインパルス応答の中心、即ち実際の遅延範囲の中心を含む。ベクトルＣＯＲＲのＸ個の次々の値の平方は、ベクトルＣＯＲＲ＿Ｓｕｍにおいて計算されるので、ベクトルＣＯＲＲにおける遅延の中心は、ベクトルの開始からの距離のＸ倍である。これに基づき、ステップ６７において、遅延ユニットに、ハイブリッド応答の中心を適応フィルタの中心に整列できるようにする遅延値を次の式（９）に基づいて与えることができる。
ｖ＝Ｘ＊ｌ−ａ／２（９）
但し、ｖ＝遅延ユニットにセットされた遅延の値、
ａ＝適応フィルタの長さ（例えば、１２８）、そして
ｌ＝ベクトルＣＯＲＲ＿Ｓｕｍにおいて決定されたＷｉｎ＿Ｍａｘ１の中心である。

式（９）において遅延値ｖとしてゼロより小さい値が得られた場合には、ｖがゼロにセットされる。従って、計算回路４４が遅延ｖを決定するときに、計算回路４４は、調整可能な遅延ユニット４３の遅延をステップ６６において値ｖにセットし、従って、Ｎ個のサンプルの長さを有する適応フィルタ４０のウインドウの中心が、既に計算されたＷｉｎ＿Ｍａｘ１の中心となる。本発明の主たる実施形態においては、通話中に適応フィルタ４０にスライドウインドウを使用してもよく（換言すれば、遅延ユニット４３の遅延を若干変更することができ）、それ故、この段階において絶対的な精度で遅延Ｄｅを決定する必要はない。適応フィルタが上記手順によりエコー範囲の中心に整列されると、フィルタ係数の通常の計算がステップ６９において開始され、フィルタをエコー経路に適応させる。ステップ６６において、ウインドウＷｉｎ＿Ｍａｘ１の値がウインドウＷｉｎ＿Ｍａｘ２の値より充分大きくない場合には、手順が図５Ａに基づくステップ５２へ進み、これは、信号ＳＩＮ及びＲＩＮの相関Ｃが継続されることを意味する。既に計算された相関は、ベクトルＣＯＲＲに記憶されたままであることに注意されたい。換言すれば、手順がブロック６２へ進んだときは、それ以前の全ての相関計算が含まれる。

遅延サーチは、通常、信号ＲＩＮにおけるスピーチの検出から約１００ないし３００ｍｓを要するが、ＲＩＮ信号レベルＬｅｖｅｌ＿ＲＩＮが所定のスレッシュホールド、例えば、−３５ｄＢｍ０を越えたときには、遅延サーチ中に減衰器４２における減衰が使用される。減衰器４２の減衰は、例えば１８ｄＢである。

減衰器４２の考えられるオン時間は、例えば、４００ｍｓに限定され、これは、遅延が充分迅速に決定されない場合に減衰器の欠陥動作を防止する。遅延サーチの後に、エコー信号に対する適応フィルタ４０の適応が、スピーチレベル及び干渉に基づいて約１００ｍｓかかり、この時間中にも余分な減衰が使用される。次いで、例えば、Ｌｅｖｅｌ＿ＲＩＮ＞２＊Ｌｅｖｅｌ＿ＳＩＮのときに、減衰をオンに切り換えることができる。この場合も、減衰器４２の考えられるオン時間は、例えば、１．２５秒に限定される。

添付図面及びこれを参照した説明は、本発明を単に示すものに過ぎない。当業者であれば、請求の範囲に規定した本発明の精神及び範囲から逸脱せずに、種々の変更や修正が明らかとなろう。

エコー打消を用いたデータ送信システムの概略ブロック図である。図２は、既知のエコー打消装置のブロック図である。エコー経路のインパルス応答を示す図である。本発明のエコー打消装置のブロック図である。本発明の遅延位置方法のフローチャートである。本発明の遅延位置方法のフローチャートである。

Claims

出力ポートと、入力ポートと、エコー位置と出力ポートとの間のエコー経路における純粋な遅延成分を補償する調整可能な遅延ユニットと、エコー経路へ出て行く信号からエコー経路の最大許容巾よりも短いエコー位置の推定値を計算するデジタルフィルタとを備えたエコー打消装置においてエコー位置に適応する方法であって、
ａ）エコー経路へと出て行くスピーチ信号のＮ個のサンプルを取り出してそれらをメモリに記憶し、
ｂ）エコー経路から到来する信号のＮ個のサンプルを取り出してそれらをメモリに記憶し、
ｃ）出て行く信号の記憶されたＮ個のサンプルと、到来する信号の記憶されたＮ個のサンプルとの間の相関を計算し、
ｄ）エコー経路から到来する信号の新たなサンプルを取り出してメモリから最も古いサンプルを削除し、到来信号のＮ個の最新のサンプルが記憶されるようにし、
ｅ）上記段階ｃ）及びｄ）をＭ回繰り返し、これは、上記遅延の最長許容時間インターバルと実際のエコー位置との合成長さに少なくとも対応し、
ｆ）計算された相関に基づいてエコーの中心を決定し、
ｇ）計算された相関値に基づいて、遅延位置が充分な確実さで見つかったかどうか決定し、もしそうでなければ、上記段階ａ）に戻り、
ｈ）デジタルフィルタの中心がこのように決定されたエコーの中心に整列されるように上記遅延手段の遅延を調整する、という段階を備えたことを特徴とする方法。
上記相関の計算は、出て行く信号のＮ個のサンプルと、到来する信号のＮ個のサンプルとのスカラー積を計算することを含む請求項１に記載の方法。
上記エコーの中心の決定は、
Ｘ個の次々の相関結果の平方の和を計算し、
上記平方の和の中でＹ個の次々の値の最も大きな和を見出し、
上記最も大きな和を形成する平方の和をゼロにセットし、
上記平方の和の中でＹ個の次々の値の最も大きな和を新たに見出し、
最初に決定された最も大きな和と最後に決定された最も大きな和とを比較し、
最初に決定された最も大きな和と最後に決定された最も大きな和との比が所定のスレッシュホールド値より大きい場合には、エコーの中心を、最初に決定された和を構成する相関結果の位置に整列させ、
最初に決定された和と最後に決定された和との比が所定のスレッシュホールド値より低い場合には、新たな相関結果の計算で継続する、という段階を備えた請求項２に記載の方法。
Ｎは１２８であり、そしてＭは５１２である請求項の前記いずれかに記載の方法。
Ｘは８であり、そしてＹは８である請求項の前記いずれかに記載の方法。
出て行く信号のレベルを測定し、出て行く信号のレベルが所定のスレッシュホールド値を越えたときに、サンプリングを開始する請求項の前記いずれかに記載の方法。
到来する信号のレベルを測定し、到来する信号のレベルがエコー位置のサーチ中に所定のスレッシュホールド値を越えたときに、出て行く信号のレベルを減衰する請求項の前記いずれかに記載の方法。
エコー位置のサーチは、通話の開始の情報が電話交換機から得られたときに開始される請求項の前記いずれかに記載の方法。